面向仪器设备的嵌入式图形用户界面研究与实现

bb20920d · 发表于 2022-4-30 19:19:28

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图形用户界面GUI（Graphical User Interface）为仪器设备提供了图形化的监控和控制界面，是人机交互的重要组成部分。现有嵌入式图形用户界面系统大多采用Linux系统调用且基于多进程模式运行，存在平台依赖性和占用资源多等方面的不足。为解决工业控制仪器设备中的图形显示题目，提出了一种轻量级嵌入式图形用户界面LIGUI（Lightweight embedded GUI）系统。LIGUI系统采用分层结构设计实现，通过硬件抽象层屏蔽底层设备的不一致，针对不同的输入输出设备编写硬件驱动程序，在此基础上将输入输出抽象层独立出来，封装底层系统和硬件设备的功能函数，实现系统在不同硬件平台间的移植。采用模块化思想设计LIGUI核心层，包括图形设备接口子系统、窗口管理和消息系统。图形设备接口实现图形图像和文本的绘制输出，向上层以作图原语集的形式为应用提供调用接口；LIGUI采用双向链表结构组织窗口，有利于窗口的输出裁剪以及事件消息和窗口消息路由，实现GUI系统实时响应。LIGUI在封装底层功能的基础上向上层应用提供应用接口层，包括应用程序编程接口和配置选项，支持系统裁剪和扩展。采用面向对象的思想设计控件库，基于窗口模型构建各类控件，继承了窗口的一切特性，并且增加了个性化的显示和动作属性。设计实现事件驱动消息机制，增加对用户自定义消息的支持，实现LIGUI系统的扩展。LIGUI系统现已应用在太阳能控制器配套的手持设备中，并已经批量生产。设计并实现了各核心模块的测试方案，对多任务部分、GDI子系统和系统性能进行了全方面的测试，并且统计给出了LIGUI的存储资源占用情况。实际应用和实验测试结果表明，该系统占用资源少，适用于低端配置的应用环境，系统可移植、易裁剪和配置，可以满足嵌入式环境应用需求。

面向仪器设备的嵌入式图形用户界面研究与实现

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